目前阶段,面对化石能源不断枯竭以及环境污染日益严重的困扰,各国科学家和研究学者正竭尽全力研究一种可持续,无污染且具有高效率的方法来创造和存储能源。作为优秀的能量存储设备,锂离子电池由于其较小的体积,长久的循环寿命,较高的能量密度以及无记忆效应等优点迅速占领了消费类电子产品和新能源汽车的市场。截止到目前为止,石墨负极材料由于其具有稳定的结构,绝佳的导电性以及较低的工作电压（vs.Li/Li⁺）等优点而被广泛应用于市面上的大部分锂离子电池中。然而,石墨较低的嵌锂容量(372 mAh g^-1)和较差的倍率性能严重限制了其在高能量密度下的应用,使其不能满足大功率电子产品以及日益兴起的新能源电动汽车的需求。本文以农业废弃物稻壳为原材料制备了纳米碳空心球,木质素基多孔碳和稻壳基活性碳材料,对这些材料进行了微观结构分析并研究了其作为锂离子电池负极材料时的电化学性能,本文的主要研究内容与结论如下:（1）利用稻壳为原材料来制备碳空心球负极材料,首先将稻壳在2 mol·L^-1的氢氧化钠溶液中180°C反应12小时来提取稻壳中的纤维素。洗涤到中性后将稻壳纤维素在80°C的水浴条件下盐酸处理(浓度为2 mol·L^-1)来除去材料残余的碱金属元素。在此之后将稻壳纤维素在200°C下水热碳化24小时,洗涤干燥后再对其进行高温煅烧处理。受实验条件限制,对比了500,700,900°C这三个煅烧温度下材料的电化学性能,经测试900°C高温处理得到的材料电化学性能最佳,在0.2C倍率下循环100圈的放电比容量高达624 mAh g^-1,在5 C的高倍率下仍能达到226 mAh g^-1的高比容量。（2）为了提高稻壳中各组分的利用率,采用酸析的方法处理第三章中产生的黑色废液提取出碱木质素并以此为碳源,以氯化锌为活化剂来制备多孔碳材料。经分析,一步法比两步法制备出的多孔碳材料表面更加粗糙,比表面积更大,具备更加优异的电化学性能。氯化锌与碱木质素的质量比定为2:1,500°C煅烧后得到的材料具备优异的循环稳定性和较高的循环比容量,在0.2 C的倍率下经过100圈的循环之后容量保持在469 mAh g^-1,远高于石墨的理论容量。与之相比较,600,700°C煅烧处理后的材料虽具备更高的嵌锂容量,但是其循环稳定性不佳。（3）以稻壳为原材料通过低温碳化,高温活化以及盐酸处理的方法制备了稻壳基活性碳。经过氢氧化钠活化处理之后,材料的微观形貌发生了巨大的变化,其比表面积高达2176.95 m²·g^-1。通过电化学测试表明,该材料具备较高的循环比容量和优异的倍率性能。在0.2 C的倍率下,充放电100圈之后的放电比容量稳定在448 mAh g^-1,与未活化处理之前的材料相比,电化学性能得到了极大的提升。